Экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88

N+1Наука

Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом

Марат Хамадеев

Aaron W. Young et al. / Science, 2022

Американские физики экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88 в ячейках двумерной оптической решетки. Распределение и расширение атомной волновой функции в их работе оказалось в хорошем согласии с простой моделью вплоть до области в сотню узлов. Ученые также продемонстрировали, как блуждания можно использовать для реализации квантового алгоритма поиска с оракулом. Исследование опубликовано в Science.

Случайными блужданиями называют математическую модель процесса, в котором точка в некотором пространстве совершает последовательность случайных шагов. Пространство может иметь любую природу, а сама модель максимально универсальна, из-за чего она находит применение во множестве различных сфер. С ее помощью ученые описывают броуновское движение молекул, перемещение животных, появления новых научных идей, шансы на победу в спортивных состязаниях и даже смену светлых и темных полос в жизни человека. Мощь этого метода была отмечена вручением Абелевской премии в 2020.

Как и многие другие классические модели и игры, случайные блуждания подверглись квантовому обобщению. Квантовые блуждания отличаются способностью частицы находиться в суперпозиции состояний, соответствующих шагам в различных направлениях. Это приводит к необычным эффектам, например, квантовой интерференции и обратимой унитарной эволюции. Случайность включает в себя стохастические эффекты, приводящие к потере когерентности и даже коллапсу волновой функции.

Такие свойства модели делают ее подходящей для квантовых вычислений и квантовых симуляций. Квантовые блуждания наиболее всего подходят к перемещению холодных электронов в кристаллической решетке, описываемых моделью Хаббарда. Для того, чтобы симуляция их динамики с помощью блужданий приносила ощутимую пользу, число узлов решетки должно быть велико. Масштабирование различных физических платформ (фотоны, ядерные спины, ионы и многое другое), подходящих для этого, так или иначе, сталкивается с проблемой шумов, которые нарушают когерентность.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте

Как ожирение снижает ожидаемую продолжительность жизни

N+1
Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета

Простые продукты, в которых много железа

ТехИнсайдер
Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов» Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов»

Почему одни идеи становятся вирусными, а другие просто исчезают?

ТехИнсайдер
Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт

О чем говорит дизайн домов знаменитостей

Maxim
Стресс на работе: как распознать и что делать Стресс на работе: как распознать и что делать

Основные факторы возникновения стресса на работе и его влияние на организм

Inc.
«Присваивать уже нечего, от прошлого остался один песок» «Присваивать уже нечего, от прошлого остался один песок»

Ирина Сандомирская о том, как реставрация переизобретала и уничтожала прошлое

Weekend
«Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего» «Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего»

«Преступления будущего» — триллер о безрадостном будущем человечества

Forbes
Неожиданные факты о воздухе: чем мы на самом деле дышим Неожиданные факты о воздухе: чем мы на самом деле дышим

Воздух с нами всю жизнь, но так ли хорошо мы его знаем?

ТехИнсайдер
20 любопытных фактов о пингвинах: жизнь в смокинге 20 любопытных фактов о пингвинах: жизнь в смокинге

Что еще вы знаете о пингвинах?

ТехИнсайдер
Серена Уильямс завершает карьеру: как ей удалось стать одной из главных теннисисток в мире Серена Уильямс завершает карьеру: как ей удалось стать одной из главных теннисисток в мире

Чем запомнится теннисистка Серена Уильямс?

СНОБ
Злодеи среди нас Злодеи среди нас

История нераскрытых преступлений из реальной жизни

Weekend
Астрономы ФИАН открыли более 40 «хаотичных» радиопульсаров Астрономы ФИАН открыли более 40 «хаотичных» радиопульсаров

Открытие новых радиотранзиентов поможет больше узнать об их происхождении

ТехИнсайдер
Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта

Как появились всем известные регби, фигурное катание и гольф

ТехИнсайдер
Металлические стекла оказались частично жидкими Металлические стекла оказались частично жидкими

Доказано, что часть атомов в металлических стеклах движется подобно жидкости

N+1
«Пускай родится мальчик»: зачем девочкам дают имена-заклинания «Пускай родится мальчик»: зачем девочкам дают имена-заклинания

Как живут девочки, которым дают имена-заклинания на рождение мальчика?

Forbes
Тонизирующий массаж роллами для хорошей осанки и против целлюлита Тонизирующий массаж роллами для хорошей осанки и против целлюлита

Для чего нужны роллы с рельефной поверхностью и как ими пользоваться?

Лиза
От этих фруктов стоит отказаться после 50 лет: больше вреда, чем пользы От этих фруктов стоит отказаться после 50 лет: больше вреда, чем пользы

В каких случаях эти фрукты могут быть вредны для тех, кто постарше?

ТехИнсайдер
У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений

Что на самом деле кроется за этой аббревиатурой FOBO?

Forbes
«Почему ты не отвечаешь?»: минусы онлайн-общения «Почему ты не отвечаешь?»: минусы онлайн-общения

Почему мы так придирчиво относимся к онлайн-общению?

Psychologies
Двигатель EmDrive в самом деле нарушает законы физики, или это очередной фейк? Двигатель EmDrive в самом деле нарушает законы физики, или это очередной фейк?

По словам изобретателя, этот двигатель опровергает принципы физики

ТехИнсайдер
5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск 5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск

Книга — лучший попутчик в отпуске!

Maxim
3 современные российские книги о детско-родительской травме 3 современные российские книги о детско-родительской травме

Бибилиотерапия, которая поможет осмыслить детско-родительские травмы

Psychologies
Почему оборотень Джейкоб из “Сумерек” не стал суперзвездой — как Кристен Стюарт и Роберт Паттинсон Почему оборотень Джейкоб из “Сумерек” не стал суперзвездой — как Кристен Стюарт и Роберт Паттинсон

Почему про Тейлора Лотнера все забыли?

VOICE
Почему современные животные не бывают такими огромными, как динозавры? Почему современные животные не бывают такими огромными, как динозавры?

Могут ли возникнуть животные, в сравнении с которыми покажутся карликами слоны?

ТехИнсайдер
Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие

Как насекомое может сохранять совершенно прямую траекторию полёта?

ТехИнсайдер
Вороньи уроки Вороньи уроки

Когда кедру было 35 лет, в его кроне свила гнездо серая ворона

Наука и жизнь
Простой способ избавиться от похмелья: средство, о котором не говорят Простой способ избавиться от похмелья: средство, о котором не говорят

Существует ли средство от похмелья и эффективно ли оно?

ТехИнсайдер
Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения

Тепловой стресс укорачивает длину теломер у матерей и их потомства

N+1
Что крадут наши эмоции: 7 фактов Что крадут наши эмоции: 7 фактов

Факты о негативном влиянии эмоций на нашу жизнь

Psychologies
Лучшие книги по психологии: исцеление от травм, развитие силы воли и обретение счастья Лучшие книги по психологии: исцеление от травм, развитие силы воли и обретение счастья

Тренд на психологическую грамотность ввел моду на соответствующую литературу

VOICE
Открыть в приложении